Um experimento é montado para demonstrar o efeito fotoelétrico para os metais sódio (Na) e ouro (Au). Para isso, uma radiação incidente com comprimento de onda de 300 nm é utilizada. Assumindo que a função trabalho do sódio tem o valor de
e a do ouro
por átomo, responda as questões a seguir.
Se a intensidade da radiação luminosa fosse aumentada, qual seria o efeito sobre o resultado obtido no ítem
Se a intensidade da radiação luminosa fosse aumentada, qual seria o efeito sobre o resultado obtido no ítem
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o efeito fotoelétrico. A gente tem dois metais, sódio (Na) e ouro (Au), sendo iluminados por uma luz com comprimento de onda de 300 nm. A função trabalho (energia mínima pra tirar um elétron do metal) do sódio é
e do ouro é
. A pergunta é: se a intensidade da radiação luminosa for aumentada, qual será o efeito no resultado obtido?
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é intensidade da luz. Intensidade está relacionada à quantidade de energia que a luz transporta por unidade de área e tempo. No contexto do efeito fotoelétrico, aumentar a intensidade da luz significa aumentar o número de fótons incidentes por segundo.
Passo 3
Agora, o efeito fotoelétrico ocorre quando fótons com energia suficiente atingem um metal e ejetam elétrons. A energia de cada fóton é dada por:
onde:
-
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz ( ), -
é o comprimento de onda da luz.
Para ejetar um elétron, a energia do fóton
deve ser igual ou maior que a função trabalho
do metal.
Passo 4
Ao aumentar a intensidade da luz, estamos aumentando o número de fótons que atingem o metal por segundo. Cada fóton ainda tem a mesma energia
, mas agora mais elétrons podem ser ejetados por segundo, porque há mais fótons disponíveis para interagir com os elétrons do metal.
Importante lembrar que a energia dos elétrons emitidos não depende da intensidade, mas sim da energia de cada fóton. Ou seja, a velocidade dos elétrons não aumenta com a intensidade da luz; apenas a quantidade deles aumenta.
Resposta
Ao aumentar a intensidade da radiação luminosa, o número de elétrons ejetados de ambos os metais sódio e ouro aumentará, já que mais fótons estão disponíveis para liberar elétrons. No entanto, a energia dos elétrons emitidos permanecerá a mesma, pois depende apenas da energia de cada fóton individual.